專利名稱：利用風(fēng)力產(chǎn)生電能的設(shè)施的制作方法
利用風(fēng)力產(chǎn)生電能的設(shè)施
發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明大體上涉及發(fā)電設(shè)備，更具體地涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。
相關(guān)技術(shù)的描述
現(xiàn)有技術(shù)示教了使用護(hù)罩增加護(hù)罩喉部內(nèi)的主風(fēng)的速度，以提高渦輪機(jī)捕獲風(fēng)能的能力。然而，現(xiàn)有技術(shù)的護(hù)罩并未示教其形狀既可增加穿過護(hù)罩的風(fēng)量，還可使風(fēng)對護(hù)罩的拖拽力最小化的護(hù)罩。
例如，Yamamoto，美國7，293，960示教了包括六邊形護(hù)罩的浮動(dòng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。護(hù)罩的形狀，尤其是護(hù)罩的外表面的形狀會產(chǎn)生相當(dāng)大的拖拽力。
Friesth，美國2008/12417示教了包括平面和非空氣動(dòng)力形平面外表面的護(hù)罩， 該平面和非空氣動(dòng)力形平面外表面一起會產(chǎn)生很大的拖拽力。
本發(fā)明示教的設(shè)施還包括可為非常高的塔結(jié)構(gòu)。在這種高結(jié)構(gòu)中，將拖拽力最小化以防塔被大風(fēng)刮倒是很重要的。
現(xiàn)有技術(shù)確實(shí)將一些很牢固的塔組合在一起以在很小的建筑面積內(nèi)優(yōu)化對風(fēng)能的捕捉。Friesth示教了一種塔結(jié)構(gòu)，其包括核心塔和多個(gè)用于提供橫向穩(wěn)定性和扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的拉索。Weisbrich，美國5，520, 505中示出了具有相似塔結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例。
上述參考的全部內(nèi)容通過引用合并到本文中。發(fā)明概要
本發(fā)明示教了結(jié)構(gòu)和使用方面的某些益處，其引起了以下描述的目的。
本發(fā)明提供了利用主風(fēng)產(chǎn)生電能的設(shè)施。該設(shè)施包括多個(gè)護(hù)罩、多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)、 電力系統(tǒng)、多個(gè)模塊、樞軸安裝系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)。每個(gè)護(hù)罩均具有可增加通過護(hù)罩的主風(fēng)的速度的喉部。多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)可操作地設(shè)置在多個(gè)護(hù)罩的其中之一的喉部內(nèi)。電力系統(tǒng)適合將來自多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
本發(fā)明的主要目的是提供一種設(shè)施，其具有現(xiàn)有技術(shù)未示教的優(yōu)點(diǎn)。
另一個(gè)目的是提供一種設(shè)施，其可在相同風(fēng)速下使渦輪軸處的發(fā)電量增加至未配備有護(hù)罩的尺寸相同的風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電量的大約3. 3倍。
另一個(gè)目的是提供一種設(shè)施，其能夠在風(fēng)速大約為沒有護(hù)罩的尺寸相同的渦輪機(jī)發(fā)電所需最小風(fēng)速的三分之二時(shí)發(fā)電，且因此具有在許多正常風(fēng)速低于傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電所需風(fēng)速的地理區(qū)域發(fā)電的能力。
另一個(gè)目的是提供一種設(shè)施，其能夠憑借新的風(fēng)能可用的地理區(qū)域在有需要的點(diǎn)或其附近提供電能，并降低或消除提供額外電力傳輸設(shè)施以傳輸增加的電能的需要。該位置還可降低長距離傳輸造成的電能損耗，從而降低用戶的用電費(fèi)用。
另一個(gè)目的是提供一種設(shè)施，其可通過將渦輪機(jī)的輸出路由至一組尺寸不同的發(fā)電機(jī)來提高發(fā)電效率，該組發(fā)電機(jī)可在更寬的風(fēng)速范圍內(nèi)以不同范圍的最佳效率運(yùn)行。
另一個(gè)目的是提供一種設(shè)施，其通過將模塊內(nèi)的兩個(gè)泵的液壓液體的流動(dòng)與一組控制器、電機(jī)和發(fā)電機(jī)結(jié)合起來以進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
另一個(gè)目的是提供一種設(shè)施,其包括相對于傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)施可大大減少風(fēng)力發(fā)電所需的地面量的塔支撐結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，該結(jié)構(gòu)還允許在更高的海拔高度或更大的風(fēng)速下使用。
更進(jìn)一步的目的是提供一種設(shè)施，其尺寸可更大或更小以滿足各種需要。
通過以下更詳細(xì)的描述并結(jié)合附圖(其以示例的方式示出了本發(fā)明的原理)，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將很明顯。
附圖簡述
附圖示出本發(fā)明。
圖IA是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)和多個(gè)模塊的設(shè)施的透視圖。
圖IB是除去支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)模塊的透視圖。
圖2是設(shè)施的電力系統(tǒng)的示意圖。
圖3A是設(shè)施的護(hù)罩的透視圖。
圖3B是沿圖3A中的線3B-3B截取的護(hù)罩的剖視圖。
圖3C是設(shè)施的平臺的透視圖。
圖3D是護(hù)罩被切除部分的透視圖，其示出位于圖3中的護(hù)罩內(nèi)的圖3C中的平臺，并且還示出護(hù)罩內(nèi)的支架。
圖3E是護(hù)罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的正面剖視圖。
圖4是模塊和其上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有模塊的軌道的分解透視圖。
圖5A是上框架的透視圖。
圖5B是外轉(zhuǎn)向架的詳圖。
圖5C是下框架的透視圖。
圖是前內(nèi)轉(zhuǎn)向架的詳圖。
圖5E是后內(nèi)轉(zhuǎn)向架的詳圖。
圖6是模塊控制系統(tǒng)的示意圖。
圖7是不包括模塊的支撐結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖8是核心塔的透視圖。
圖9是外圍塔的透視圖。


圖10是桁架和軌道系統(tǒng)的透視圖。
圖11是環(huán)形桁架的透視圖
圖12是徑向桁架的正視圖。
圖13是外圍桁架的正視圖。
圖14是軌道桁架的正視圖。
圖15是軌道的平面圖。
圖16是拉索對的正視圖。
具體實(shí)施方式
上述附圖示出本發(fā)明，即利用表面上方的主風(fēng)產(chǎn)生電能的設(shè)施。
圖IA是設(shè)施的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖IB是圖IA中的設(shè)施的透視圖，該設(shè)施的支撐結(jié)構(gòu)已移除以便更好地示出該設(shè)施的多個(gè)模塊。實(shí)施例(單獨(dú)或多個(gè)安裝)在建筑場地短缺的地方可最有效地滿足大量電力的需求。
如圖IA和圖IB所示，設(shè)施包括電力系統(tǒng)、多個(gè)護(hù)罩、多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)、多個(gè)模塊、 樞軸安裝系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)支撐多個(gè)遠(yuǎn)離表面(例如，地面、水面或其它位置)的風(fēng)力渦輪機(jī)以使捕獲的風(fēng)量最大化，并將設(shè)施的占地面積降至最低。
圖2示出電力系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。圖2所示電力系統(tǒng)包括風(fēng)力渦輪機(jī)204、 液壓系統(tǒng)206、發(fā)電系統(tǒng)208、支柱210和平臺212。液壓系統(tǒng)206可包括泵214、控制系統(tǒng) 216、電機(jī)218、加上線路和其它組件220。液壓系統(tǒng)206通過泵214將來自渦輪機(jī)204的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體流動(dòng)形式的能量。然后，控制器216將流體流動(dòng)分配給合適的液壓電機(jī) 218。然后，液壓電機(jī)218將流體流動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，該機(jī)械能被傳輸至發(fā)電機(jī)222。
電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)216包括將來自泵的流體流動(dòng)分配至不同尺寸電機(jī)218的分配元件(例如，閥門)，和優(yōu)化發(fā)電的邏輯電路?？刂葡到y(tǒng)216還可接收來自模塊中的多個(gè)泵214的流動(dòng),如圖4所示。
渦輪機(jī)204、泵214以及部分線路和其它組件220由支柱210支撐。支柱210反過來通過圖3A所示的護(hù)罩支撐?？刂葡到y(tǒng)216、電機(jī)218、部分發(fā)電系統(tǒng)208、部分液壓管路和其它組件220由護(hù)罩支撐，如下文中更詳細(xì)地討論。雖然示出了電力系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例， 但是也可利用本技術(shù)中已知的可替代的電力系統(tǒng)(例如，機(jī)械傳動(dòng)裝置和其它可替代的裝置)，且應(yīng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮這種可替代的實(shí)施例。
圖3A示出多個(gè)護(hù)罩的其中之一的一個(gè)實(shí)施例。如圖3A所示，護(hù)罩為空氣動(dòng)力空心殼，其位于風(fēng)力渦輪機(jī)204周圍，如圖IA所示。圖3A所示的護(hù)罩可以是具有水平軸324、 內(nèi)表面304和外表面306的特殊環(huán)狀。護(hù)罩還具有前部308和后部310。該前部和后部定位同樣適用于模塊的所有組件，如圖4所示。風(fēng)從前部308接近護(hù)罩，并從后部310離開。
內(nèi)表面304的最小直徑D為喉部312。護(hù)罩的尺寸以及風(fēng)力系統(tǒng)的許多其它尺寸與喉部312的直徑D成比例。如圖IA所示，渦輪機(jī)204位于喉部312。
圖3B示出了圖3A中的護(hù)罩的截面。圖2A和圖2B中的護(hù)罩為空心的旋轉(zhuǎn)殼，或由圖3B所示形狀圍繞水平軸324旋轉(zhuǎn)一整圈360度的路徑所形成的環(huán)狀。圖3B所示形狀包括點(diǎn)326、328、332和338，加上線330、334、336和340。更具體地，圖3A所示護(hù)罩的前部 308可被定義為當(dāng)圖3B所示形狀旋轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)326所形成的環(huán)形。點(diǎn)326位于距軸324的距離為O. 7D的位置,但是其可被置于距軸324的距離范圍為O. 55D至O. 95D的位置。更具體地，圖3A所示護(hù)罩的后部310可被定義為當(dāng)圖3B所示形狀旋轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)328所形成的環(huán)形。 點(diǎn)328距包含點(diǎn)326的垂直平面的后部的水平距離為I. 但是點(diǎn)328距點(diǎn)326的后部的距離范圍可以是O. 5D至2. 5D。
如圖3B所示，本實(shí)施例的護(hù)罩的外表面306包括從點(diǎn)326開始遠(yuǎn)離軸324并與軸 324垂直的前部外曲線330。曲線330的方向最多可向與軸324垂直的后部改變十五度。曲線330在點(diǎn)332終止彎曲之后便開始與軸324平行，其與軸324的距離為.75D。曲線330 在其終點(diǎn)時(shí)最多可向遠(yuǎn)離軸324而不與其平行的方向改變十度。點(diǎn)332與軸324之間的距離可以在O. 6D至2D之間變化。點(diǎn)332為從點(diǎn)326至后部的水平距離O. 07 。點(diǎn)332從點(diǎn)326至后部的距離可在.05D至I. 5D之間變化。在第一實(shí)施例中，曲線330為橢圓的四分之一，但是該曲線可以是任何形狀。圖3B所示形狀的外后線334從點(diǎn)332開始，并止于點(diǎn)328。在第一實(shí)施例中，線334相對于軸324其斜率變化。在點(diǎn)332，線334向軸324傾斜的最小斜率為4度，且在點(diǎn)328，線334向軸324傾斜的最大斜率為6. 5度。線334的斜率可從與軸324平行改變?yōu)橄蜉S324傾斜十五度。
如圖3B所示，內(nèi)表面304包括內(nèi)部前曲線336，其從點(diǎn)326開始向軸324延伸并與軸324垂直。曲線336在其起點(diǎn)的方向最多可向與軸324垂直的后部改變十五度。曲線 336在點(diǎn)338終止彎曲之后便開始與軸324平行，其與軸324的距離為O. 曲線336在其終點(diǎn)時(shí)最多可向遠(yuǎn)離軸324而不與其平行的方向改變十度。在本實(shí)施例中，點(diǎn)338為從點(diǎn)326至后部的水平距離O. 3D。在可替代的實(shí)施例中，從點(diǎn)326至后部，點(diǎn)338可在O. ID 至I. 之間變化。在第一實(shí)施例中，曲線336為橢圓的四分之一，但是在不同的實(shí)施例中該曲線可以是可替代的形狀。當(dāng)圍繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)338的路徑形成護(hù)罩的喉部312。圖3B 所示形狀的內(nèi)后線340從點(diǎn)338開始，并止于點(diǎn)328。線340相對于軸324其斜率變化。線 340在點(diǎn)338向遠(yuǎn)離軸324的方向傾斜的最小斜率為4度。線320在點(diǎn)328向遠(yuǎn)離軸324 的方向傾斜的最小斜率為6. 5度。線334的斜率可從零度改變?yōu)檫h(yuǎn)離軸324傾斜十五度。
用于本實(shí)施例的護(hù)罩結(jié)構(gòu)包括以下幾個(gè)額外的構(gòu)造其為框架梁502和522提供結(jié)構(gòu)連接。其為支柱210和平臺212提供結(jié)構(gòu)支撐。如圖3E所示，其提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性所需內(nèi)部支撐，并幫助組裝。在本實(shí)施例中，護(hù)罩可被構(gòu)造為還包括進(jìn)入外殼內(nèi)部的入口(例如，門)。以此方式，護(hù)罩可提供維護(hù)電力系統(tǒng)所需的內(nèi)部工作區(qū)。內(nèi)部工作區(qū)可提供出口以檢修渦輪機(jī)204，且當(dāng)維修人員使用內(nèi)部時(shí)，內(nèi)部工作區(qū)可進(jìn)一步提供室內(nèi)照明和通風(fēng)系統(tǒng)以供使用。
圖3C是設(shè)施的平臺212的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖3D是護(hù)罩被切除部分的透視圖，其示出位于圖3A所示護(hù)罩內(nèi)的圖3C中的平臺。在圖3C和圖3D的實(shí)施例中，平臺212 位于護(hù)罩內(nèi)部并包含控制系統(tǒng)216、電機(jī)218、部分發(fā)電系統(tǒng)208以及部分液壓管路和其它組件220。在本實(shí)施例中，護(hù)罩可服務(wù)于以下補(bǔ)充目的包含并保護(hù)平臺212和上述組件， 并且為維修工人提供安全的位置以操作這些組件。
雖然平臺212可置于護(hù)罩內(nèi)部，但是如果需要或護(hù)罩不夠大不足以容納該平臺， 也可將其置于其它地方。發(fā)電系統(tǒng)208包括尺寸從小到大的直流發(fā)電機(jī)222、模塊總線224、 公用直流總線226和任選的交流電轉(zhuǎn)換器228。用于圖4中每個(gè)模塊的發(fā)電機(jī)222和模塊總線224被置于平臺212上以用于圖4中的每個(gè)模塊。公用直流總線226和任選的交流變換器228可被置于圖IA中的設(shè)施的基底上。圖2中的電力系統(tǒng)可產(chǎn)生電網(wǎng)可兼容的直流電或交流電。
圖3E是護(hù)罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)346的正面剖視圖。護(hù)罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)346包括內(nèi)表面304和外表面306之間的內(nèi)部支架350。雖然示出了一種內(nèi)部支架350的設(shè)置形式，但是也可使用可替代的結(jié)構(gòu)和排列形式，且應(yīng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮這種該技術(shù)中已知的可替代形式。
圖4是圖IA中的模塊和其上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有模塊的軌道的分解透視圖。在圖4的實(shí)施例中，每個(gè)模塊包括兩個(gè)護(hù)罩(如圖3A所示)，和置于護(hù)罩內(nèi)的部分電力系統(tǒng)(如圖2 所示)。在可替代的實(shí)施例中，每個(gè)模塊可包括兩個(gè)以上護(hù)罩，且所述護(hù)罩可以不同的排列方式放置(例如，將一對護(hù)罩設(shè)置在任意一側(cè)，或者并列放置或者堆疊放置，或是可替代數(shù)量以及可替代排列方式的護(hù)罩)。應(yīng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮這種可替代的排列方式。
如圖4所示，每個(gè)模塊還可包括用于連接護(hù)罩的框架。在圖4的實(shí)施例中，框架可包括上框架(圖5A所示),和下框架(圖5C所示)。圖5A所示出的上框架和圖5C所示出的下框架可將護(hù)罩保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，并在核心塔的相對兩?cè)對其進(jìn)行支撐，如圖IA所/Jn ο
如圖4和圖5A所示，上框架包括連接至護(hù)罩頂部的前端504和后端506的框架頂梁502。優(yōu)選地，梁502直接位于軸324之上。也可將其它方便的護(hù)罩負(fù)載點(diǎn)508連接至梁 502。上框架還可包括兩個(gè)梁前端504之間的前桿512，和兩個(gè)梁后端506之間的后桿514。
圖5B是外轉(zhuǎn)向架510的詳圖。如圖4和圖5B所示，上框架包括安裝的一對或多對輪子，或轉(zhuǎn)向架510，其附接到梁的四個(gè)端504和506上。這些轉(zhuǎn)向架510將來自模塊的垂直載荷傳遞至外軌道704，如圖4所示。在圖4、圖5A和圖5B的實(shí)施例中，樞軸安裝系統(tǒng)包括本文描述的軌道和轉(zhuǎn)向架。樞軸安裝系統(tǒng)也可包括本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的可替代的實(shí)施例。
圖5C示出了下框架的一個(gè)實(shí)施例。除了圖5C的下框架是被上下顛倒置于圖4中的模塊底部而非在其頂部之外，圖5C中的下框架在很多方面與圖5A中的上框架是等同的。 圖5C中的下框架與圖5A中的上框架的具體差別如下圖3A中的護(hù)罩連接至梁522的梁端 524和梁端526。轉(zhuǎn)向架510被附接到梁522的梁端524和梁端526的底部。轉(zhuǎn)向架516 被附接到前桿532的底部和后桿534的底部。轉(zhuǎn)向架510和轉(zhuǎn)向架516與外軌道704和位于下方的內(nèi)軌道706組裝在一起。
如圖4、圖和圖5E所示，多個(gè)轉(zhuǎn)向架516被附接到上框架和下框架上以接合內(nèi)軌道706，從而支撐風(fēng)施加到護(hù)罩上的水平載荷。圖是前內(nèi)轉(zhuǎn)向架的詳圖。圖5E是后內(nèi)轉(zhuǎn)向架的詳圖。轉(zhuǎn)向架516被附接到前桿512之上，并且其中心可置于前桿的中點(diǎn)處；且轉(zhuǎn)向架516也可被附接到后桿514之上，且同樣地其中心可置于后桿的中點(diǎn)處。設(shè)置這些轉(zhuǎn)向架516是為了將來自上框架的水平載荷傳遞至內(nèi)軌道706 (圖5E中所示)。
如圖5A和圖5C所示，桁架構(gòu)件518將上框架水平載荷從梁502的前端504和后端506傳遞至多個(gè)轉(zhuǎn)向架516 (如圖4最好地所示)。設(shè)置這些桁架構(gòu)件518是為了提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以將水平載荷從梁502傳遞至轉(zhuǎn)向架516。在本實(shí)施例中，除了轉(zhuǎn)向架510和516 之外，上框架構(gòu)件502、512、514和518均在同一水平面上對齊。
如圖4所示，轉(zhuǎn)向架510和516分別在固定于圖7所示結(jié)構(gòu)的環(huán)形軌道704和706 上轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向架510和516以及軌道704和706允許圖4中的模塊圍繞核心塔(圖8所示)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向架510和516為圖5A中的框架的一部分。軌道704和706為圖7所示結(jié)構(gòu)的一部分。圖5B所示外轉(zhuǎn)向架與外軌道704接合。內(nèi)轉(zhuǎn)向架516在圖4所示模塊的前部與內(nèi)軌道706接合。圖5E示出內(nèi)轉(zhuǎn)向架516與其上的內(nèi)軌道706的組裝以及內(nèi)轉(zhuǎn)向架 516組裝到圖4所示模塊的后部。
圖4中的模塊示出模塊拉索對402，其為圖5A所示上框架與圖5C所示下框架之間對角連接的電纜對。一個(gè)模塊拉索對402位于上框架和下框架的前部處的垂直平面內(nèi)。另一個(gè)拉索對402位于上框架和下框架的后部處的垂直平面內(nèi)。這些模塊拉索對402為每個(gè)模塊提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性。
圖6是圖4所示每個(gè)模塊所包括的模塊控制系統(tǒng)的示意圖。模塊控制系統(tǒng)包括風(fēng)向感應(yīng)裝置604、模塊控制裝置606和用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)外轉(zhuǎn)向架510的多個(gè)電機(jī)608。模塊控制系統(tǒng)安裝于每個(gè)模塊中以保持模塊始終面向主風(fēng)。當(dāng)風(fēng)向感應(yīng)裝置604使用本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的技術(shù)感應(yīng)出風(fēng)向發(fā)生變化時(shí)，模塊控制裝置606利用電機(jī)608以可使模塊相對于風(fēng)保持正確方向的方式轉(zhuǎn)動(dòng)模塊。
圖7示出支撐結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。本實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)包括圖8所示的核心塔、圖9所示的外圍塔、以上描述的桁架和軌道系統(tǒng)，以及拉索702。在本實(shí)施例中，有六個(gè)外圍塔；然而，該數(shù)量可根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員的需要而改變(可使用三個(gè)或更多)。
如圖10所示，桁架和軌道系統(tǒng)包括環(huán)形桁架(圖11所示)、六個(gè)徑向桁架(圖12 所示)、六個(gè)外圍桁架(圖13所示)、六個(gè)軌道桁架(圖14所示)、一個(gè)或兩個(gè)外軌道704、 一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)軌道706以及12個(gè)或24個(gè)撐桿708。圖12所示徑向桁架的數(shù)量、圖13所示外圍桁架的數(shù)量、圖14所示軌道桁架的數(shù)量和撐桿708的數(shù)量將根據(jù)使用的圖9所示外圍塔的數(shù)量改變。
圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)借助于圖11所示徑向桁架將圖8所示核心塔連接至圖 11所示環(huán)形桁架，并將圖11所示環(huán)形桁架連接至圖9所示外圍塔。圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)借助于圖12所示外圍桁架將圖9所示相鄰的外圍塔彼此連接。圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)借助于圖13所示軌道桁架將圖11所示相鄰的徑向桁架彼此連接。圖10所示的每個(gè)桁架和軌道系統(tǒng)包括一個(gè)或兩個(gè)外軌道704和一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)軌道706。根據(jù)需要提供外軌道704和內(nèi)軌道706以接收分別來自圖4所示模塊的外轉(zhuǎn)向架510和內(nèi)轉(zhuǎn)向架516的垂直載荷和水平載荷。撐桿708通過將內(nèi)軌道706連接至圖11所示環(huán)形桁架來為內(nèi)軌道706 提供輔助橫向支撐。圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)以垂直間隔出現(xiàn)，所述垂直間隔足以允許圖 4所示模塊被支撐在桁架和軌道系統(tǒng)之間。所有者可決定省去圖4所示個(gè)別模塊，留出的空間可空著或另作它用。圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)的位置在圖4所示模塊之上、之間或下面。
圖8示出核心塔的第一實(shí)施例。圖8所示核心塔具有形成等邊三角形的三個(gè)垂直支柱802。支柱802彼此間相隔的水平距離為O. 433D，其被定義為圖8所示核心塔的面804。 核心塔中支柱的數(shù)量也可為四個(gè)，且支柱之間的距離可在O. ID至O. 7D之間變化。三個(gè)面 804中的每個(gè)面804都具有位于支柱802之間的綴條806圖案。綴條圖案以一定間隔重復(fù)， 該間隔限定了圖8所示核心塔的節(jié)間808。圖8所示核心塔的分區(qū)810被定義為連接入垂直疊加以與圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)的中線之間的垂直距離相等的足夠節(jié)間。圖11所示環(huán)形桁架被附接到每個(gè)分區(qū)810的頂部節(jié)間808的中部。每個(gè)分區(qū)810的頂部節(jié)間808的支柱802被加強(qiáng)以支撐所附接的圖11所示環(huán)形桁架。每個(gè)支柱802的底部由底座812支撐，該底座812可以是適合于具體場地的土壤和所施加的負(fù)載的任何配置。
圖9示出外圍塔的第一實(shí)施例。圖9所示外圍塔具有形成等邊三角形的三個(gè)垂直支腿902。圖9所示外圍塔也可被配置為具有四個(gè)支腿。支腿902的其中之一指向圖8所示核心塔的中心。支腿902彼此間相隔的水平距離大約為O. 10D，其被定義為圖9所示外圍塔的面904。表面寬度可以在O. O 至O. 2 之間變化。三個(gè)面904中的每個(gè)面904都具有位于支腿902之間的綴條906圖案。該綴條圖案重復(fù)足夠多次以與圖8所示核心塔的節(jié)間808高度相等。該節(jié)間高度限定了圖9所示外圍塔的部分908。圖9所示外圍塔的分11區(qū)910被定義為連接入垂直疊加以與圖10所示桁架和軌道系統(tǒng)的中線之間的垂直距離相等的足夠部分908。圖12所示徑向桁架和圖13所示外圍桁架被附接到每個(gè)分區(qū)910的頂部部分908的中部。每個(gè)分區(qū)910的頂部部分908的支腿902被加強(qiáng)以支撐所附接的圖12 所示徑向桁架和圖13所示外圍桁架。每個(gè)支腿902的底部由底座912支撐，該底座912可以被配置為適合于每個(gè)場地的土壤和所施加的負(fù)載。
圖11示出環(huán)形桁架的第一實(shí)施例。圖11所示環(huán)形桁架包括頂部環(huán)1102和底部環(huán) 1104。環(huán)1102和環(huán)1104均包括六個(gè)相同的構(gòu)件1106。如果使用多于或少于六個(gè)圖9所示外圍塔，則應(yīng)修改環(huán)1102和環(huán)1104中構(gòu)件的數(shù)量以與其匹配。圖11所示環(huán)形桁架的邊長足夠使其跨越圖8所示核心塔，并連接至圖8所示核心塔支腿802。環(huán)1002和環(huán)1004之間的垂直距離為O. 1167D，但是該距離可在.05D至2. 5D之間變化。頂部環(huán)1102的每個(gè)角通過垂直支柱1108與正下方的底部環(huán)1104的角連接。圖11所示環(huán)形桁架在相鄰支柱1108 之間的每一部分被定義為圖11所示環(huán)形桁架的面1110。每個(gè)面1110在相鄰支柱1108之間具有綴條1112圖案以為框架提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。圖11所示的每個(gè)環(huán)形桁架均圍繞圖8所示核心塔設(shè)置，因此環(huán)形桁架的一些角與圖8所示核心塔的支腿802垂直對齊。這些對齊的角被附接到圖8所示核心塔的每個(gè)分區(qū)810的頂部部分808的中部。
圖12示出徑向桁架的第一實(shí)施例。每個(gè)圖12所示徑向桁架的長度指向水平方向。 圖11所示徑向桁架的深度指向豎直方向，并具有頂弦桿1202和底弦桿1204。頂弦桿1202 和底弦桿1204之間的垂直距離為O. 1167D，該距離與圖11所示環(huán)形桁架的深度精確匹配并隨其變化而變化。頂弦桿1202和底弦桿1204的總長與連續(xù)串聯(lián)的對角綴條1206有關(guān)。 圖12所示徑向桁架的總長為1.655D，但是該長度可在1. 至2. 之間變化。每個(gè)圖12 所示徑向桁架的內(nèi)端1208連接至圖11所示環(huán)形桁架的頂點(diǎn)。共有六個(gè)圖12所示徑向桁架連接至每個(gè)圖11所示的環(huán)形桁架。圖12所示徑向桁架的數(shù)量將改變以與圖9所示外圍塔的數(shù)量匹配。每個(gè)圖12所示徑向桁架的外端1210在該位置連接至圖9所示外圍塔的內(nèi)支腿902。
圖13示出外圍桁架的第一實(shí)施例。每個(gè)圖13所示外圍桁架的長度指向水平方向。 每個(gè)圖13所示外圍桁架的深度指向豎直方向，并具有頂弦桿1302和底弦桿1304。頂弦桿 1302和底弦桿1304之間的垂直距離為O. 1167D，該距離與圖12所示徑向桁架的深度精確匹配并隨其變化而變化。頂弦桿1302和底弦桿1304的總長與連續(xù)串聯(lián)的對角綴條1306 有關(guān)。圖13所示外圍桁架的總長為I. 9124D，但是該長度可在I. 5D至2. 5D之間變化。每個(gè)圖12所示外圍桁架的端部在該位置連接至圖9所示外圍塔的內(nèi)支腿和圖11所示徑向桁架。
圖14示出軌道桁架的第一實(shí)施例。每個(gè)圖14所示軌道桁架的長度指向水平方向。圖14所示徑向桁架的深度指向豎直方向，并具有頂弦桿1402和底弦桿1404。頂弦桿 1402和底弦桿1404之間的垂直距離為O. 1167D，該距離與圖12所示徑向桁架的深度精確匹配并隨其變化而變化。頂弦桿1402和底弦桿1404的總長與連續(xù)串聯(lián)的對角綴條1406 有關(guān)。圖14所示軌道桁架的總長為I. 2474D，但是該長度可在I. OD至2. OD之間變化。圖 14所示軌道祐1架的每一端連接至圖12所示徑向祐1架。
圖15示出外軌道704和內(nèi)軌道706的第一實(shí)施例的平面圖。外軌道704的半徑為I. 097D，其可在O. 75D至I. 5D之間變化。外軌道704在點(diǎn)1502 (間隔六十度)處被附接到六個(gè)圖12所示徑向桁架上。外軌道704在點(diǎn)1504處(點(diǎn)1504在兩個(gè)位置中)被附接到圖12所示徑向桁架之間的六個(gè)圖14所示軌道桁架。到圖13所示軌道桁架的附接點(diǎn)1504 的位置被隔開，因此軌道704在其整個(gè)圓周內(nèi)以二十度的規(guī)律間隔附接。軌道704附接點(diǎn) 1502和1504的數(shù)量及其角度間隔將隨圖12所示徑向桁架的數(shù)量而變化。
內(nèi)軌道706的半徑大約為O. 25 ，其在O. 5D至I. 5D之間變化。內(nèi)軌道706在點(diǎn) 1506 (間隔六十度)處被附接到六個(gè)圖12所示的徑向桁架上。內(nèi)軌道706在圖12所示徑向桁架之間居中的點(diǎn)1508由撐桿708支撐以抵抗水平載荷。如圖7B所示，撐桿708被設(shè)置在軌道706和圖11所示環(huán)形桁架之間。軌道706附接點(diǎn)1506的數(shù)量及其角度間隔將隨圖12所示徑向桁架的數(shù)量而變化。
圖16是圖7所示結(jié)構(gòu)的外部表面的部分正視圖。圖16示出拉索對702的配置。 拉索702在圖9所示相鄰的外圍塔之間以及圖10所示相鄰的桁架和軌道系統(tǒng)層級之間對角連接。然而，底部拉索對702在圖10所示底部的桁架和軌道系統(tǒng)和圖9所示相鄰的兩個(gè)外圍塔基底之間連接。拉索702為圖7所示結(jié)構(gòu)提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
第一實(shí)施例的操作
每個(gè)圖4所示模塊連續(xù)被定向?yàn)橹苯用鎸χ黠L(fēng)。認(rèn)真選擇的前部外曲線330和前部內(nèi)曲線336的空氣動(dòng)力形狀可在喉部312將進(jìn)入每個(gè)圖3A所示護(hù)罩的前部308的風(fēng)的速度提高大約50%。然后，已提高的風(fēng)速驅(qū)動(dòng)位于喉部312的渦輪機(jī)204和相關(guān)的圖2所示電力系統(tǒng)產(chǎn)生電能以供人們使用。選擇并優(yōu)化圖3A所示護(hù)罩形狀和圖2所示電力系統(tǒng)以盡可能增加發(fā)電量。
通過圖3A所示護(hù)罩的風(fēng)產(chǎn)生拖拽力。圖3A所示護(hù)罩的整個(gè)空氣動(dòng)力形狀被優(yōu)化到能減少這些拖拽力的程度。這點(diǎn)很重要，這是因?yàn)轱L(fēng)力系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)組件必須提供抵抗風(fēng)力以及支撐系統(tǒng)重量的強(qiáng)度。該強(qiáng)度的成本會影響該系統(tǒng)的商業(yè)可行性。
除非另有具體說明，否則本申請中使用的詞“一個(gè)("a"、"an"和"one")被定義為包括一個(gè)或多個(gè)引用項(xiàng)。另外，除非另有具體說明，否則“具有(have)”、“包括(include)”、 “包含(contain)”以及類似的詞被定義為意思是〃包括(comprising)"。此外，上面提供的說明書中使用的術(shù)語在此處被定義為包括相似的和/或等義術(shù)語，和/或?qū)⒈徽J(rèn)為對于給出本專利申請的示教內(nèi)容的技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員將顯而易見的可替代實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種利用表面上的主風(fēng)產(chǎn)生電能的設(shè)施，所述設(shè)施包括多個(gè)護(hù)罩，每個(gè)護(hù)罩均形成可增加通過所述護(hù)罩的主風(fēng)速度的喉部；多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)均被設(shè)置在所述多個(gè)護(hù)罩的其中之一的所述喉部內(nèi)；電力系統(tǒng)，其用于將來自所述多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；多個(gè)模塊，每個(gè)模塊具有所述多個(gè)護(hù)罩中的至少兩個(gè)護(hù)罩和相關(guān)的風(fēng)力渦輪機(jī)，以及所述電力系統(tǒng)的至少一部分；樞軸安裝系統(tǒng)，其用于樞軸支撐所述多個(gè)模塊中的每個(gè)模塊以便所述多個(gè)模塊中的每個(gè)模塊可根據(jù)需要轉(zhuǎn)動(dòng)面向主風(fēng)；和支撐結(jié)構(gòu)，其支撐表面之上的所述多個(gè)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其中，所述多個(gè)護(hù)罩中的每個(gè)護(hù)罩包括內(nèi)表面和外表面，二者在其間限定封閉空腔；所述封閉空腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其為所述護(hù)罩提供強(qiáng)度和剛度；由所述護(hù)罩支撐的多個(gè)支柱，所述支柱延伸以支撐所述喉部內(nèi)的所述風(fēng)力渦輪機(jī)；和所述封閉空腔內(nèi)的平臺，用于支撐所述電力系統(tǒng)的組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其中所述樞軸安裝系統(tǒng)包括內(nèi)軌道和外軌道，二者位于每個(gè)模塊的上面和下面，每個(gè)軌道被安裝在所述支撐結(jié)構(gòu)的桁架系統(tǒng)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)施，其中所述樞軸安裝系統(tǒng)還包括安裝在所述模塊的上框架和下框架上的多個(gè)轉(zhuǎn)向架，所述多個(gè)轉(zhuǎn)向架中的每個(gè)轉(zhuǎn)向架具有用于將所述轉(zhuǎn)向架安裝至所述內(nèi)軌道或外軌道中的一個(gè)軌道的至少一個(gè)輪子，其中一些所述輪子與所述外軌道垂直嚙合，因此所述模塊的重量由所述外軌道支撐，且所述輪子中的一些輪子與所述內(nèi)軌道水平嚙合，因此由主風(fēng)施加到所述模塊上的水平力由所述內(nèi)軌道支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其中，所述多個(gè)護(hù)罩中的每個(gè)護(hù)罩為具有水平軸的環(huán)狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)施，其中，所述多個(gè)護(hù)罩中的每個(gè)護(hù)罩還包括在環(huán)形前緣和后緣相遇的內(nèi)表面和外表面，所述環(huán)形前緣具有邊緣直徑，所述內(nèi)表面和外表面的半徑向橫截面形成形狀，且所述形狀圍繞所述護(hù)罩的所述水平軸的旋轉(zhuǎn)限定出所述內(nèi)表面和外表面；喉部，其由所述前緣和后緣之間的所述內(nèi)表面形成并具有喉部直徑(D)，所述喉部直徑 (D)小于所述邊緣直徑，且從而相對于所述主風(fēng)的速度提高通過所述喉部的風(fēng)的速度；所述內(nèi)表面的前部內(nèi)曲線，其成形為可將通過所述喉部的風(fēng)的質(zhì)量和速度最大化，并將風(fēng)沿所述護(hù)罩的所述內(nèi)表面的擾動(dòng)和拖拽力最小化，所述前部內(nèi)曲線從所述環(huán)形前緣的某一點(diǎn)開始，所述點(diǎn)與所述護(hù)罩軸的距離為O. 55D至O. 95D，所述前部內(nèi)曲線在與垂直于所述軸的平面成十五度角以內(nèi)的方向上向所述軸延伸，并在與所述軸平行的十五度角以內(nèi)的方向上在所述喉部終止；和所述外表面的前部外曲線，其成形為與所述前部內(nèi)曲線的形狀一起將通過所述喉部的風(fēng)的質(zhì)量最大化，且其可成形為使風(fēng)沿所述護(hù)罩的所述外表面的擾動(dòng)和拖拽力最小化，所述前部外曲線從所述環(huán)形前緣開始，并在與垂直于所述軸的平面成十五度角以內(nèi)的方向上遠(yuǎn)離所述軸延伸，并在與所述軸平行的十度以內(nèi)的方向上終止，且所述前部外曲線與所述軸的距離為O. 6D M2. OD0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其中，所述模塊中的每個(gè)模塊包括至少兩個(gè)所述護(hù)罩， 所述至少兩個(gè)護(hù)罩面向相同方向，且由位于所述至少兩個(gè)護(hù)罩上的水平上框架和位于所述至少兩個(gè)護(hù)罩下的水平下框架連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)施，其中，每個(gè)所述模塊還包括對角連接在所述上框架和所述下框架之間的至少兩個(gè)框架拉索對，其用于為所述模塊提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性，所述框架拉索對其中之一在所述上框架和所述下框架的前部處的垂直平面內(nèi)，且另一個(gè)框架拉索對在所述上框架和所述下框架的后部處的垂直平面內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)施，其中所述模塊中的每個(gè)模塊還包括模塊控制系統(tǒng)，所述模塊控制系統(tǒng)包括風(fēng)向感應(yīng)裝置、模塊控制裝置和用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)輪子以使所述模塊轉(zhuǎn)動(dòng)面向所述主風(fēng)的多個(gè)電機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其中所述電力系統(tǒng)包括每個(gè)所述模塊中的液壓系統(tǒng)，其包括i.液壓泵，其可操作地連接至所述風(fēng)力渦輪機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)；和 .電能控制器，其用于可操作地將來自所述液壓泵的流體流動(dòng)引導(dǎo)至所選擇的液壓電機(jī)以將所述流體流動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；直流電系統(tǒng)，其具有將來自所述液壓電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電的發(fā)電機(jī)；模塊總線，其將由所述選擇的液壓電機(jī)生成的所有直流電聚集在所述模塊內(nèi)；和公用直流總線，其用于收集來自所有所述模塊的直流電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)施，其中所述電力系統(tǒng)還包括交流電轉(zhuǎn)換器，其可操作地連接至所述公用直流總線以將直流電轉(zhuǎn)換為同步輸送至電網(wǎng)的交流電。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)施，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括核心塔；和設(shè)置于所述核心塔周圍的至少三個(gè)外圍塔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)施，其中所述支撐結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)桁架系統(tǒng)，所述多個(gè)桁架系統(tǒng)以垂直間隔水平地定向在所述模塊中的每個(gè)模塊的上面和下面，所述垂直間隔允許所述模塊在由所述桁架系統(tǒng)支撐的同時(shí)在所述桁架系統(tǒng)之間旋轉(zhuǎn)，每個(gè)所述桁架系統(tǒng)包括i.環(huán)形桁架，其圍繞所述核心塔形成多邊形，所述環(huán)形桁架的頂點(diǎn)與所述外圍塔的數(shù)量相同多，所述環(huán)形桁架連接至所述核心塔，且所述環(huán)形桁架支撐每個(gè)徑向桁架的一端以及軌道撐桿的一端； .多個(gè)徑向桁架，每個(gè)所述徑向桁架連接在所述環(huán)形桁架的一個(gè)頂點(diǎn)和所述外圍塔之間；iii.多個(gè)外圍桁架，每個(gè)所述外圍桁架連接在兩個(gè)相鄰的所述外圍塔之間；和iv.多個(gè)軌道桁架，每個(gè)所述軌道桁架連接在兩個(gè)相鄰的所述徑向桁架之間。
14.一種利用表面上的主風(fēng)產(chǎn)生電能的設(shè)施,所述設(shè)施包括多個(gè)護(hù)罩，每個(gè)護(hù)罩具有具有水平軸的環(huán)狀；在環(huán)形前緣和后緣相遇的內(nèi)表面和外表面，所述環(huán)形前緣具有邊緣直徑，所述內(nèi)表面和外表面的半徑向橫截面形成形狀，且所述形狀圍繞所述護(hù)罩的所述水平軸的旋轉(zhuǎn)限定出所述內(nèi)表面和外表面；喉部，其由所述前緣和后緣之間的所述內(nèi)表面形成并具有喉部直徑(D)，所述喉部直徑 (D)小于所述邊緣直徑，且從而相對于所述主風(fēng)的速度提高通過所述喉部的風(fēng)的速度；所述內(nèi)表面的前部內(nèi)曲線，其成形為可將通過所述喉部的風(fēng)的質(zhì)量和速度最大化，并將風(fēng)沿所述護(hù)罩的所述內(nèi)表面的擾動(dòng)和拖拽力最小化，所述前部內(nèi)曲線從所述環(huán)形前緣的某一點(diǎn)開始，所述點(diǎn)與所述護(hù)罩軸的距離為O. 55D至O. 95D，所述前部內(nèi)曲線在與垂直于所述軸的平面成十五度角以內(nèi)的方向上向所述軸延伸，并在平行于所述軸的十五度角以內(nèi)的方向上在所述喉部終止；和所述外表面的前部外曲線，其成形為與所述前部內(nèi)曲線的形狀一起將通過所述喉部的風(fēng)的質(zhì)量最大化，且其成形為使風(fēng)沿所述護(hù)罩的所述外表面的擾動(dòng)和拖拽力最小化，所述前部外曲線從所述環(huán)形前緣開始，并在與垂直于所述軸的平面成十五度以內(nèi)角的方向上遠(yuǎn)離所述軸延伸，并在平行于所述軸的十度以內(nèi)的方向上終止，且所述前部外曲線與所述軸的距離為O. 6D至2. OD ;多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)均設(shè)置在所述多個(gè)護(hù)罩的其中之一的喉部內(nèi)；電力系統(tǒng)，其用于將來自所述多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；多個(gè)模塊，每個(gè)模塊具有所述多個(gè)護(hù)罩中的至少兩個(gè)護(hù)罩和用于連接所述護(hù)罩的框架；樞軸安裝系統(tǒng)，其用于樞軸支撐所述多個(gè)模塊中的每個(gè)模塊以便所述多個(gè)模塊中的每個(gè)模塊可根據(jù)需要轉(zhuǎn)動(dòng)面向主風(fēng)；和支撐結(jié)構(gòu)，其支撐表面上的所述多個(gè)模塊。
15.—種利用表面上的主風(fēng)產(chǎn)生電能的設(shè)施,所述設(shè)施包括多個(gè)護(hù)罩，每個(gè)護(hù)罩具有由前緣和后緣之間的內(nèi)表面形成并具有喉部直徑(D)的喉部，所述喉部直徑(D)小于所述前緣的邊緣直徑，并從而相對于所述主風(fēng)的速度提高通過所述喉部的風(fēng)的速度；多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)均設(shè)置在所述多個(gè)護(hù)罩的其中之一的喉部內(nèi)；電力系統(tǒng)，其用于將來自所述多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；多個(gè)模塊，每個(gè)模塊具有所述多個(gè)護(hù)罩中的至少兩個(gè)護(hù)罩和相關(guān)的風(fēng)力渦輪機(jī)，和所述電力系統(tǒng)的至少一部分，以及用于使所述護(hù)罩互連的框架；支撐結(jié)構(gòu)，其支撐所述表面上的所述多個(gè)模塊，所述支撐結(jié)構(gòu)包括中心塔、桁架系統(tǒng)和其它結(jié)構(gòu)支撐元件；和樞軸安裝系統(tǒng)，其用于樞軸支撐所述多個(gè)模塊中的每個(gè)模塊，以便所述多個(gè)模塊中的每個(gè)模塊可根據(jù)需要轉(zhuǎn)動(dòng)面向主風(fēng)，用于每個(gè)模塊的所述樞軸安裝系統(tǒng)包括內(nèi)軌道和外軌道，二者位于每個(gè)模塊的上面和下面，每個(gè)軌道被安裝在所述支撐結(jié)構(gòu)的桁架系統(tǒng)上；和多個(gè)轉(zhuǎn)向架，其安裝在所述模塊的上框架和下框架上，所述多個(gè)轉(zhuǎn)向架中的每個(gè)轉(zhuǎn)向架具有用于將所述轉(zhuǎn)向架安裝至所述內(nèi)軌道或外軌道中的一個(gè)軌道的至少一個(gè)輪子，其中一些所述輪子與所述外軌道垂直嚙合，因此所述模塊的重量由所述外軌道支撐，且一些所述輪子與所述內(nèi)軌道水平嚙合，因此由主風(fēng)施加到所述模塊上的水平力由所述內(nèi)軌道支撐。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)施，其中所述支撐結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)桁架系統(tǒng)，所述多個(gè)桁架系統(tǒng)以垂直間隔水平地定向在所述模塊中的每個(gè)模塊的上面和下面，所述垂直間隔允許所述模塊在由所述桁架系統(tǒng)支撐的同時(shí)在所述桁架系統(tǒng)之間旋轉(zhuǎn)，每個(gè)所述桁架系統(tǒng)包括i.環(huán)形桁架，其圍繞所述核心塔形成多邊形，所述環(huán)形桁架的頂點(diǎn)與所述外圍塔的數(shù)量相同多，所述環(huán)形桁架連接至所述核心塔，且所述環(huán)形桁架支撐每個(gè)徑向桁架的一端以及軌道撐桿的一端； .多個(gè)徑向桁架，每個(gè)所述徑向桁架連接在所述環(huán)形桁架的一個(gè)頂點(diǎn)和所述外圍塔之間；iii.多個(gè)外圍桁架，每個(gè)所述外圍桁架連接在兩個(gè)相鄰的所述外圍塔之間；和iv.多個(gè)軌道桁架，每個(gè)所述軌道桁架連接在兩個(gè)相鄰的所述徑向桁架之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)施，其中，所述樞軸安裝系統(tǒng)的所述內(nèi)軌道和所述外軌道由所述多個(gè)桁架系統(tǒng)支撐。
全文摘要
一種用于產(chǎn)生電能的設(shè)施具有多個(gè)護(hù)罩、多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)、電力系統(tǒng)、多個(gè)模塊、樞軸安裝系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)。每個(gè)護(hù)罩均具有可增加通過護(hù)罩的主風(fēng)速度的喉部。多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)均可操作地放置在多個(gè)護(hù)罩的其中之一的喉部內(nèi)。電力系統(tǒng)適合將來自多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。支撐塔包括用于支撐護(hù)罩和表面上方的風(fēng)力渦輪機(jī)的中心塔，還可包括外圍塔、拉索和/或其它結(jié)構(gòu)組件。
文檔編號F03D1/00GK102947586SQ201180027851
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者B·H·貝克 申請人:B·H·貝克